專利名稱：行駛臺車的制作方法
技術領域：
本發明涉及堆垛起重機、有軌臺車、在地上無軌行駛的無人搬運車等行駛臺車，特別是涉及向多個驅動車輪的轉矩分配。
背景技術：
在加速時和減速時對行駛臺車的前后的驅動車輪變更轉矩的分配是公知的。例如在專利文獻1中具有如下的例子在加速時使后輪與前輪的轉矩的比為6∶4、在等速時使轉矩的比為1∶1、在減速時使后輪與前輪的轉矩的比為4∶6。并且，通過根據加速時和減速時來變更向后輪和前輪的轉矩分配，可減少車輪的空轉和鎖緊。發明人對將轉矩更適當地分配給前后的驅動車輪進行研究，并得到了本發明。
專利文獻1日本特開2005-41383號公報發明內容本發明要解決的技術問題是，將轉矩適當地分配給前后的驅動車輪。
在方式2的發明中進一步要解決的技術問題是，不使用傳感器等來測定輪壓，而是根據控制數據來求得輪壓。
在方式3的發明中進一步要解決的技術問題是，對應于升降臺的升降對轉矩分配進行變更。
本發明為沿行駛方向配置了多個驅動車輪的行駛臺車，其特征在于，設置有輪壓檢測單元，用于求得施加在上述各驅動車輪上的輪壓的比；轉矩分配單元，用于根據求得的輪壓的比，向上述的各驅動車輪分配行駛所需的轉矩。
優選，上述輪壓檢測單元根據行駛臺車的重心高度和從重心到上述各驅動車輪的水平距離、以及行駛加減速度，求得施加在上述各驅動車輪上的輪壓的比。
特別優選，行駛臺車具備柱和沿柱進行升降的升降臺，上述輪壓檢測單元具有用于對應于升降臺的高度對上述重心高度進行修正的單元。
由于在本發明中根據輪壓的比來向多個驅動車輪分配轉矩，因此可防止因轉矩的盈虧導致的車輪的空轉、鎖緊等。并且，如果無盈虧地對轉矩進行分配，則可減少從施加了過大轉矩側的驅動車輪產生浪費這一情況，并可防止由于用轉矩過剩側的驅動車輪牽引轉矩不足的驅動車輪而產生的振動，而且可防止伴隨鎖緊而從驅動車輪產生摩擦聲。并且，作為整體，可使行駛臺車以更大的行駛加減速度行駛而縮短行駛時間。
如果根據行駛臺車的重心高度和從重心到上述各驅動車輪的水平距離、以及行駛加減速度，求得施加在上述各驅動車輪上的輪壓的比，則不需要通過應變儀或壓力傳感器等實際地測定輪壓。并且，由于在檢測出輪壓后不向轉矩分配進行反饋，因此沒有傳感器的應答延遲等的影響。即，根據各時刻的行駛加減速度，可以無控制延遲或通過很少的控制延遲對轉矩進行最佳分配。
在行駛臺車具備了柱和升降臺的情況下，重心高度根據升降臺的高度大幅變化。因此，如果對應于升降臺的高度修正重心高度，則可以與升降臺的高度無關地對轉矩進行最佳分配。
圖1為實施例的堆垛起重機的要部側視圖。
圖2為表示實施例的堆垛起重機的行駛和升降的控制系統的框圖。
圖3為表示施加到實施例的堆垛起重機的力的平衡的模式圖。
圖4為說明實施例的堆垛起重機的輪壓T1、T2的模式圖。
具體實施例方式
下面說明用于實施本發明的優選實施例。
圖1～圖4表示實施例的堆垛起重機2。在各圖中，4為臺車，沿行駛軌道3行駛，也可以除臺車4以外設置上部臺車。在臺車4上設置后部驅動車輪6和前部驅動車輪8，使其為前后共計2個驅動車輪，但是也可以為前后共計4個驅動車輪等。10為后部行駛馬達、12為前部行駛馬達、14為升降馬達、16為柱、17為卷筒、18為帶或線、索等吊持材料，使升降臺20沿柱16升降。將升降臺20上的物品用22表示，24為作為移動承載機構的例子的滑叉。26為機上控制部，控制馬達10～14以及滑叉24等，與地上側控制部28通信并接收搬運指令，并報告搬運結果。30、32為激光測距儀，激光測距儀30求取行駛方向位置、激光測距儀32求取升降臺20的高度。也可以代替激光測距儀30、32，通過未圖示的編碼器來測定驅動車輪6、8和卷筒17的轉速等，從而求取堆垛起重機2的行駛方向位置和行駛速度、升降臺20的高度和升降速度。
圖2表示堆垛起重機的升降控制系統及行駛控制系統。升降速度圖形產生部40產生用于使升降臺向目標高度升降的速度圖形，并將升降臺當前的高度及升降速度輸入到PID控制部41中，從而產生控制量。并且，例如從PID控制部41輸出當前的目標升降加減速度a2。另外，也可以將激光測距儀等高度傳感器的信號對時間進行2階微分，從而求得實測的升降加減速度，并用其來代替目標升降加減速度a2。在制振控制部42中，對來自PID控制部41的控制量進行過濾，以便除去升降臺20的高度方向的固有振動頻率區域內的控制量，或者追加用于生成反相位振動的控制量，以便抵消在由PID控制部41變更升降速度時產生的升降臺20的固有振動。將由制振控制部42修正后的控制量輸入到伺服機構43中，并對升降馬達14進行伺服驅動。為了進行伺服驅動，例如監視升降馬達14的驅動電流i，并進行反饋控制。
行駛速度圖形產生部50產生用于使臺車4從當前位置行駛到目標位置的速度圖形，并將臺車4的行駛方向位置以及行駛速度輸入到PID控制部51中，從而產生PID控制的控制量，以便抵消與行駛速度圖形的誤差。在制振控制部52中，進行過濾以便從上述控制量除去堆垛起重機2的行駛方向的固有振動頻率區域的控制量，或者追加用于生成反相位振動的控制量以便抵消在進行行駛方向的加減速時生成的堆垛起重機2的固有振動。制振控制部52的輸出與施加到前后的行駛馬達10、12上的轉矩的合計量相對應。例如從PID控制部51產生在各時刻的目標加減速度a，但也可以將激光測距儀等的行駛方向的位置傳感器的信號進行2階時間微分從而求得實測的行駛加減速度，并用其來代替目標加減速度a。
轉矩分配部53將從制振控制部52輸出的控制量分配給前后的行駛馬達，該比例為在前后的行駛馬達12、10產生的轉矩的比。例如從PID控制部51向轉矩分配部53輸入堆垛起重機的行駛加減速度a，但也可以從行駛速度圖形產生部50輸入，并且也可以將由圖1的激光測距儀30求得的距離進行2階時間微分從而求得加減速度。向轉矩分配部53輸入升降臺的高度H2以及升降臺上的物品的有無，并優選除此之外輸入用于對施加于升降臺的慣性力進行修正的升降加減速度a2。在升降臺的加減速度a2與重力加減速度g相比足夠小，例如升降加減速度a2為重力加減速度g的1/10以下的情況下，也可以忽略升降加減速度a2。轉矩分配部53根據這些數據，檢測出施加到前后的驅動車輪的輪壓、即來自行駛軌道3等行駛面的阻力，并以與輪壓成比例的方式將轉矩分配給前后的伺服機構54、55。另外，轉矩按照輪壓進行分配即可，不需要一定與輪壓成比例。例如，與輪壓大致成比例地進行分配即可。此外，也可以如以下方式分配轉矩如果前輪的輪壓＞后輪的輪壓，則轉矩滿足前輪的轉矩＞后輪的轉矩的關系；如果前輪的輪壓＜后輪的輪壓，則轉矩滿足前輪的轉矩＜后輪的轉矩的關系。前后的伺服機構54、55分別伺服驅動前后的行駛馬達12、10，并監視各馬達電流i而進行反饋控制。并且，例如馬達電流i與行駛馬達12、10的輸出轉矩成比例。
圖3表示堆垛起重機2的重心G的高度H的計算。當設升降臺20和物品22的合計質量為m′、升降加減速度為a2時，從升降臺施加到吊式保持材料18的力為m′(g-a2)。當設升降臺以外的部分的質量為m″時，令堆垛起重機2的視在質量為m，則作用在堆垛起重機2的整體上的重力為mg＝m′(g-a2)+m″g。因此堆垛起重機2的視在重量m與真實的質量不同，為m＝m′(1-a2/g)+m″。進一步，當設升降臺和物品的重心高度為H2、升降臺以外的部分的重心高度為H3時，則根據重心的公式得出堆垛起重機2的重心高度H為H＝(m′(1-a2/g)H2+m″H3)/m。T1為施加于后部驅動車輪的輪壓、T2為施加于前部驅動車輪的輪壓，G為重心位置并作用有重力mg和慣性力-ma。設從重心G到后部驅動車輪6的水平距離為P1、從重心G到前部驅動車輪8的水平距離為P2。
假設驅動車輪6、8是由具有彈性的輪胎構成的，輪壓T1、T2的計算在圖4中表示。為了與作用于重心G的重力mg產生力矩平衡，輪壓T1為mg·P2/(P1+P2)。同樣，為了與重力mg的力矩平衡，輪壓T2為mg·P1/(P1+P2)。假設驅動車輪6、8在上下發生彈性變形以便與慣性力-ma的力矩平衡，并且臺車4從水平方向僅傾斜微小的角度θ。并且令伴隨傾角θ的、驅動車輪6、8的彈力為F1、F2，并設輪壓T1、T2為從上述的值僅變換了F1、F2的量。由慣性力-ma產生的力的力矩與由彈力F1、F2產生的力的力矩平衡，因此得出maH＝F1P1+F2P2。然后，設彈簧常數為k，彈力F1、F2表示為F1＝kP1θ、F2＝kP2θ，因此得出maH＝kθ(P12+P22)。之后求取彈力中的kθ、并消去彈力F1、F2，則得出T1＝mg·P2/(P1+P2)+maP1H/(P12+P22)。同樣，得出T2＝mg·P1/(P1+P2)-maP2H/(P12+P22)。當如上所述地求取輪壓T1、T2時，則由轉矩分配部將轉矩與此成比例地進行分配。
此處是假設驅動車輪6、8為具有彈性的輪胎而求取了輪壓的比，但是在可忽略驅動車輪6、8的彈性的情況下，例如，求得驅動車輪6周圍的重力和慣性力產生的力的力矩和施加于驅動車輪8的輪壓T2的力的力矩之間的平衡即可。由此，求得力的力矩T2。同樣，根據驅動車輪8周圍的作用于重心的重力與慣性力、和作用于驅動車輪6的輪壓的力之間的力矩的平衡，求得輪壓T1。然后，將轉矩與求得的輪壓的比成比例地分配即可。
當將轉矩與施加于驅動車輪6、8的輪壓成比例地分配時，可以得到以下的效果。
(1)可將轉矩最佳地分配給前后的驅動車輪。
(2)因此不產生轉矩的盈虧，不產生由于轉矩過大而驅動車輪空轉、和由于轉矩不足而驅動車輪被鎖緊并產生鎖緊聲的“鳴叫”。
(3)由于難以產生鎖緊或空轉，因此能夠使堆垛起重機以大的加減速度行駛。
(4)由于將轉矩最佳地分配到前后的驅動車輪上，因此難以產生堆垛起重機的振動。
(5)由于前后的驅動車輪的轉矩平衡，因此可以減少因與行駛軌道接觸而產生的浪費。
在實施例中表示了前后各1個輪的堆垛起重機，但是在對前后各2個輪的堆垛起重機進行4輪驅動的情況下，與實施例同樣地設置向前輪分配的轉矩，將其向左右的前輪各分配1/2，并且同樣求得向后輪分配的轉矩并向左右的后輪各分配1/2即可。在堆垛起重機的上部也設有臺車的情況下，附加考慮下部的臺車和上部的臺車、以及柱來決定升降臺以外的部分的臺車的重心位置即可。實施例不限定于堆垛起重機，也可以適用于有軌臺車和在地上無軌行駛的無人搬運車等，并特別適合于具備了柱和升降臺的行駛臺車。
權利要求
1.一種行駛臺車，沿行駛方向配置了多個驅動車輪，其特征在于，具備輪壓檢測單元，用于求取施加于上述各驅動車輪的輪壓的比；以及轉矩分配單元，用于根據所求得的輪壓的比向上述各驅動車輪分配行駛所需的轉矩。
2.如權利要求1所述的臺車，其特征在于，上述輪壓檢測單元，根據行駛臺車的重心高度和從重心到上述各驅動車輪的水平距離、及行駛加減速度，求得施加于上述各驅動車輪的輪壓的比。
3.如權利要求2所述的臺車，其特征在于，行駛臺車具備柱和沿柱進行升降的升降臺，上述輪壓檢測單元具備用于根據升降臺的高度對上述重心高度進行修正的單元。
全文摘要
一種行駛臺車，附加考慮升降臺的高度來求取堆垛起重機的重心的高度，并根據行駛加減速度求取慣性力。根據重心的高度和慣性力、從重心到前后的驅動車輪的水平距離，求取施加于前后的驅動車輪的輪壓，并將轉矩與所求得的輪壓成比例地進行分配。該行駛臺車可以將轉矩最佳地分配給堆垛起重機的前后的驅動車輪，使驅動車輪無空轉或鎖緊，并以大的加減速度行駛。
文檔編號B66F9/075GK101066745SQ200710102179
公開日2007年11月7日 申請日期2007年4月29日 優先權日2006年5月1日
發明者村上武 申請人:村田機械株式會社